要掌握PID算法需要深刻理解反馈机构和执行机构以及了解自身特点

PID算法，不管是原理上，还是代码上都比较简单。主要运用在电机控制、开关电源、电源管理芯片等领域。

一般《自动控制原理》上给的是位置式算法，如下图所示。 

原因在于你对这个系统的反馈机构理解得不够。

 

比如，716空心杯电机，设定在100转/秒，但是你却用了50M时钟让PID算法工作，假设PID是全并行的（数据吞吐量也达到50M）。

这时，不管你怎样调参数，电机都不受控制，一下子很快，一下子很慢。

静下来想想，不难发现问题。

假设电机瞬时转速是101转/秒，光电开关大概每隔4.95毫秒才反馈一个速度量过来，在这期间是没有反馈的。

设定的转速是100转/秒，用工作在50M全并行的增量式PID算法，在4.95毫秒内，不断地累积1转/秒的误差，期间被PID算法作用了247.5次！

也就是说，因为PID的工作频率太高，积累误差的速率太快（从另一个角度来看就是反馈机构太慢），所以电机不受控制，这时，你把PID的工作频率降下来，就会发现，电机渐渐地受控制了。

下面给一个在FPGA中使用PID算法做电机控制的完整框图。 

综上所述，控制类算法，除了要关注算法本身的特点以外，还要深刻理解反馈机构和执行机构。

BTW，一般来说，电机控制用PI或者PD控制就可以了，如果用PID三个环节的话，一来参数不容易调节，二来容易自激，当然也不排除某些特殊场合需要用PID三个环节，甚至还会用到三环控制（速度环、相位环、电流环）。此外，除了PID以外，常用的控制类算法还有模糊控制、MPC（模型预测控制）算法。